CN112922007A - 一种水上桥梁复合基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水上桥梁复合基础及其施工方法，涉及桥梁基础技术领域，该方法包括：步骤S1，在河床上间隔打入多根钢管桩，下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件，使预制环形结构件上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有钢管桩；步骤S2，在预制环形结构件内填充混凝土，将预制环形结构件与所有钢管桩连接形成整体结构。本发明采用上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件，自身重量较轻，便于下放施工，落在河床上的结构底端面积足够大，与插入河床的多根钢管桩共同承载上部载荷，整个复合基础承载能力好。施工过程不需要设置挡水钢围堰，省去难度较大的钢围堰水上施工，施工难度大幅降低，施工速度加快，施工成本降低。

Description

一种水上桥梁复合基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁基础技术领域，特别涉及一种水上桥梁复合基础及其施工方法。

背景技术

桥梁基础在桥梁工程中作为建筑物或构筑物下部结构向地基深部传递荷载，可应用于各种地质条件和各类工程建设。

随着交通基础设施的快速发展，各类深水跨海大桥、跨江大桥也蓬勃兴建，这些超级工程多采用大直径钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩基础在水上施工过程中，需要设置临时的挡水钢围堰。

但是，钢围堰包括：设计、加工、下放及定位、拆除等过程，其中水上下放及定位、拆除时，施工难度较大，风险较高，进而导致施工周期长，施工成本较高。

发明内容

本发明实例提供一种水上桥梁复合基础及其施工方法，以解决现有水上桥梁基础采用钻孔灌注桩，施工难度大、周期长、成本高的技术问题。

第一方面，提供了一种水上桥梁复合基础的施工方法，包括以下步骤：

在河床上间隔打入多根钢管桩，下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件，使预制环形结构件上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有钢管桩；

在预制环形结构件内填充混凝土，将预制环形结构件与所有钢管桩连接形成整体结构。

一些实施例中，所述在河床上间隔打入多根钢管桩，下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件，使预制环形结构件上端高于水面、下端插入河床并包围所有钢管桩，包括以下步骤：

在河床上间隔打入多根钢管桩时，使位于中间区域的至少2根钢管桩上端高于水面，并使其余钢管桩上端高于河床的长度小于预制环形结构件下段的长度；

下放预制环形结构件时，利用上端高于水面的钢管桩下放预制环形结构件。

一些实施例中，所述在预制环形结构件内填充混凝土，将预制环形结构件与所有钢管桩连接形成整体结构，包括以下步骤：

在预制环形结构件内填充水下封底混凝土，待封底混凝土达到预设强度后，抽干预制环形结构件内的水，继续填充混凝土将预制环形结构件与所有钢管桩连接形成整体结构。

一些实施例中，在抽干预制环形结构件内的水后，清理封底混凝土表面的浮浆，切割上端高于水面的钢管桩，使其与其余钢管桩平齐。

一些实施例中，在切割上端高于水面的钢管桩，使其与其余钢管桩平齐后，在所有钢管桩上段内设置钢筋笼。

一些实施例中，在继续填充混凝土将预制环形结构件与所有钢管桩连接形成整体结构时，在预制环形结构件内设置多组钢筋网片。

一些实施例中，在预制环形结构件的内壁上设置剪力钢筋。

第二方面，一种水上桥梁复合基础，包括：

多根间隔布置的钢管桩，每根所述钢管桩均插入河床；

上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件，其上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有所述钢管桩，所述预制环形结构件内填充有混凝土，所述混凝土将所述预制环形结构件与所有所述钢管桩连接形成整体结构。

一些实施例中，所述水上桥梁复合基础还包括：用于设在所有钢管桩上段内的钢筋笼。

一些实施例中，所述水上桥梁复合基础还包括：用于设在所述预制环形结构件内壁上的剪力钢筋。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种水上桥梁复合基础及其施工方法，先打入多根钢管桩，再下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件，最后通过混凝土将预制环形结构件与多根钢管桩连为一体形成复合基础。一方面，预制环形结构件采用上段截面积小、下段截面积大的结构，自身重量较轻，便于下放施工，且预制环形结构件与多根钢管桩连为一体后，落在河床上的结构底端面积足够大，与插入河床的多根钢管桩共同承载上部载荷，整个复合基础承载能力好。另一方面，相比钻孔灌注桩施工，整个施工过程不需要设置挡水钢围堰，省去了难度较大的钢围堰水上施工，施工难度大幅降低，施工速度加快，施工成本降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种水上桥梁复合基础的施工方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的图1中步骤S1的一个示意图；

图3为本发明实施例提供的图1中步骤S1的另一个示意图；

图4为本发明实施例提供的图1中步骤S2的一个示意图；

图5为本发明实施例提供的图4的俯视图；

图6为本发明实施例提供的图5的A-A向示意图；

图7为本发明实施例提供的图1中步骤S2的另一个示意图；

图中：1、钢管桩；2、预制环形结构件；3、钢筋笼；4、剪力钢筋；5、钢筋网片；6、碎石。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种水上桥梁复合基础的施工方法，其能解决现有水上桥梁基础采用钻孔灌注桩，施工难度大、周期长、成本高的技术问题。

参见图1所示，一种水上桥梁复合基础的施工方法，包括以下步骤：

步骤S1，在河床上间隔打入多根钢管桩1，下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件2，使预制环形结构件2上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有钢管桩1。

具体地，参见图2所示，在河床上间隔打入多根钢管桩1前，对施工水上桥梁复合基础处的河床进行清理整平，整平的河床处可抛填碎石6，再利用打桩设备间隔打入多根钢管桩1。在河床上间隔打入多根钢管桩1时，使位于中间区域的至少一根钢管桩1上端高于水面，并使其余钢管桩1上端高于河床的长度小于预制环形结构件2下段的长度，便于预制环形结构件2下放包围钢管桩1。

参见图3所示，下放预制环形结构件2时，利用上端高于水面的钢管桩1下放预制环形结构件2。本发明实施例中的施工方法，通过设置位于中间区域的至少2根上端高于水面的钢管桩1，并利用上端高于水面的钢管桩1作为定位件，将预制环形结构件2套在上端高于水面的钢管桩1上下放，再加上预制环形结构件2上段的直径较小，预制环形结构件2能够精准的下放到需求的位置。另外，下放预制环形结构件2前，预制环形结构件2可以在岸上或工厂预制，通常预制环形结构件2为钢筋混凝土结构件。

步骤S2，在预制环形结构件2内填充混凝土，将预制环形结构件2与所有钢管桩1连接形成整体结构。

具体地，参见图4所示，在预制环形结构件2内填充水下封底混凝土，待封底混凝土达到预设强度后，抽干预制环形结构件2内的水。图5为图4的俯视图，图6为图5的A-A向示意图。参见图7所示，继续填充混凝土将预制环形结构件2与所有钢管桩1连接形成整体结构。

本发明实施例中的水上桥梁复合基础的施工方法，先打入多根钢管桩1，再下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件2，最后通过混凝土将预制环形结构件2与多根钢管桩1连为一体形成复合基础。一方面，预制环形结构件2采用上段截面积小、下段截面积大的结构，自身重量较轻，便于下放施工，且预制环形结构件2与多根钢管桩1连为一体后，落在河床上的结构底端面积足够大，与插入河床的多根钢管桩1共同承载上部载荷，整个复合基础承载能力好。另一方面，相比钻孔灌注桩施工，整个施工过程不需要设置挡水钢围堰，省去了难度较大的钢围堰水上施工，施工难度大幅降低，施工速度加快，施工成本降低。

作为可选的实施方式，在干预制环形结构件2内的水后，清理封底混凝土表面的浮浆，切割上端高于水面的钢管桩1，使其与其余钢管桩1平齐，便于后续继续灌注混凝土。

进一步地，在割上端高于水面的钢管桩1，使其与其余钢管桩1 平齐后，在钢管桩1上段内设置钢筋笼3，填充混凝土后，可增加结构连接强度。

作为可选的实施方式，在续填充混凝土将预制环形结构件2与所有钢管桩1连接形成整体结构时，在预制环形结构件2内设置多组钢筋网片5，钢筋网片5有助于加强混凝土的结构强度。

作为可选的实施方式，在预制环形结构件2的内壁上设置剪力钢筋4，剪力钢筋4有助于混凝土将预制环形结构件2与多根钢管桩1 连为一体，结构更加稳固。

参见图7所示，本发明实施例还提供了一种水上桥梁复合基础，包括：多根钢管桩1和预制环形结构件2。

多根间隔布置的钢管桩1，每根钢管桩1均插入河床。预制环形结构件2上段截面积小、下段截面积大，其上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有钢管桩1，预制环形结构件2内填充有混凝土，混凝土将预制环形结构件2与所有钢管桩1连接形成整体结构。

本发明实施例中的水上桥梁复合基础，设置多根钢管桩1和预制环形结构件2，通过混凝土将预制环形结构件2与多根钢管桩1连为一体形成复合基础。一方面，预制环形结构件2采用上段截面积小、下段截面积大的结构，自身重量较轻，便于下放施工，且预制环形结构件2与多根钢管桩1连为一体后，落在河床上的结构底端面积足够大，与插入河床的多根钢管桩1共同承载上部载荷，整个复合基础承载能力好。另一方面，相比钻孔灌注桩施工，施工本发明实施例中的水上桥梁复合基础，不需要设置挡水钢围堰，省去了难度较大的钢围堰水上施工过程，施工难度大幅降低，施工速度加快，施工成本降低。

作为可选的实施方式预制环形结构件2上段设有第一腔体，预制环形结构件2下段设有第二腔体，第一腔体的截面积小于第二腔体的截面积，第一腔体和第二腔体之间设有过渡段，过渡段的外侧为向下倾斜的斜面，过渡段便于预制环形结构件2制造，也便于水下施工时，减小上提预制环形结构件2的水流阻力。

作为可选的实施方式，预制环形结构件2上段截面和下段截面均为圆形，预制环形结构件2下段截面的外直径为上段截面的外直径的 2倍，确保预制环形结构件2落在河床上的底端面积足够大，同时还能减小预制环形结构件2的重量。

作为可选的实施方式，预制环形结构件2上段截面和下段截面均为矩形，预制环形结构件2下段截面长度和宽度均为上段截面长度和宽度的2倍，确保预制环形结构件2落在河床上的底端面积足够大，同时还能减小预制环形结构件2的重量。

作为可选的实施方式，预制环形结构件2上段高度与下段高度相等。

作为可选的实施方式，预制环形结构件2的下端设为尖端，便于预制环形结构件2插入河床。

作为可选的实施方式，本发明实施例中的水上桥梁复合基础还包括：用于设在混凝土内的多组钢筋网片5，，钢筋网片5有助于加强混凝土的结构强度。

作为可选的实施方式，本发明实施例中的水上桥梁复合基础还包括：用于设在预制环形结构件2内壁上的剪力钢筋4，剪力钢筋 4有助于混凝土将预制环形结构件2与多根钢管桩1连为一体，结构更加稳固。

作为可选的实施方式，本发明实施例中的水上桥梁复合基础还包括：用于设在所有钢管桩1上段内的钢筋笼3，填充混凝土后，可增加结构连接强度。优选地，每个钢筋笼3与对应的钢管桩1上段焊接。

作为可选的实施方式，预制环形结构件2内填充的混凝土为C60 混凝土，C60混凝土为具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土，满足水下施工需求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水上桥梁复合基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在河床上间隔打入多根钢管桩(1)，下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件(2)，使预制环形结构件(2)上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有钢管桩(1)；

在预制环形结构件(2)内填充混凝土，将预制环形结构件(2)与所有钢管桩(1)连接形成整体结构。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述在河床上间隔打入多根钢管桩(1)，下放上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件(2)，使预制环形结构件(2)上端高于水面、下端插入河床并包围所有钢管桩(1)，包括以下步骤：

在河床上间隔打入多根钢管桩(1)时，使位于中间区域的至少2根钢管桩(1)上端高于水面，并使其余钢管桩(1)上端高于河床的长度小于预制环形结构件(2)下段的长度；

下放预制环形结构件(2)时，利用上端高于水面的钢管桩(1)下放预制环形结构件(2)。

3.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述在预制环形结构件(2)内填充混凝土，将预制环形结构件(2)与所有钢管桩(1)连接形成整体结构，包括以下步骤：

在预制环形结构件(2)内填充水下封底混凝土，待封底混凝土达到预设强度后，抽干预制环形结构件(2)内的水，继续填充混凝土将预制环形结构件(2)与所有钢管桩(1)连接形成整体结构。

4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，还包括：

在抽干预制环形结构件(2)内的水后，清理封底混凝土表面的浮浆，切割上端高于水面的钢管桩(1)，使其与其余钢管桩(1)平齐。

5.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于，还包括：

在切割上端高于水面的钢管桩(1)，使其与其余钢管桩(1)平齐后，在所有钢管桩(1)上段内设置钢筋笼(3)。

6.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，还包括：

在继续填充混凝土将预制环形结构件(2)与所有钢管桩(1)连接形成整体结构时，在预制环形结构件(2)内设置多组钢筋网片(5)。

7.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，还包括：

在预制环形结构件(2)的内壁上设置剪力钢筋(4)。

8.一种水上桥梁复合基础，其特征在于，包括：

多根间隔布置的钢管桩(1)，每根所述钢管桩(1)均插入河床；

上段截面积小、下段截面积大的预制环形结构件(2)，其上端高于水面、下端放置于河床上并包围所有所述钢管桩(1)，所述预制环形结构件(2)内填充有混凝土，所述混凝土将所述预制环形结构件(2)与所有所述钢管桩(1)连接形成整体结构。

9.如权利要求8所述的一种水上桥梁复合基础，其特征在于，还包括：用于设在所有钢管桩(1)上段内的钢筋笼(3)。

10.如权利要求8所述的一种水上桥梁复合基础，其特征在于，还包括：

用于设在所述预制环形结构件(2)内壁上的剪力钢筋(4)。

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